简介:建立带颅骨的全颈椎三维有限元模型。探讨在旋转过程中,不同牵引角度对颈椎间盘的影响。采集1位无颈椎病病史成年男性志愿者的颈椎CT数据。应用Mimics17.0、GeomagicStudio13.0、Hypermesh13.0软件生成颈椎间盘及椎体CAD模型,并划分网格。然后导入AnsysWorkbench15.0分析软件中,得到带颅骨全颈椎三维有限元模型,并验证该模型的有效性。最后在所建模型上添加载荷及约束,模拟人体头颅旋转角度牵引。同一大小牵引力作用下,在前倾情况下,颈椎间盘Z方向的轴向变形随牵引角度增大而逐渐变小,但在后伸和左右屈曲情况下,各个颈椎间盘的Z轴方向轴向变形会随随牵引角度的增大而逐渐增大。同时上颈椎椎间盘的变形幅度远比下颈椎[1]椎间盘的变形幅度要大。例C2~3在牵引角度为20°时,前伸变形幅度由27.7%减小到6.2%,后伸和左右屈曲的变形幅度分别增大到77.3%、58.3%、54.8%。颈椎间盘在旋转过程中其Z轴方向的轴向变形和最大应变呈现由小变大再变小的规律。本研究所建立的带颅骨全颈椎三维有限元模型,可用来进行颈椎旋转牵引的仿真分析。
简介:磁探测电阻抗成像(magneticdetectionelectricalimpedancetomography,MDEIT)通过体表电极向成像体注入激励电流,利用外部空间磁场分布数据重建成像体内部电导率分布。MDEIT技术应用于肺部肿瘤的动态检测,实现更加贴近实际的仿真计算;应用图像分割在临床CT图像获取胸腔内部结构先验信息,进而构建正常人与肺部肿瘤患者胸腔的三维模型,应用有限元分析分别计算胸腔外部磁场分布,并对其进行特征分析。正常人与肺部肿瘤患者胸腔周围的磁感应强度在空间分布上存在差异,两者对比结果显示,患者比正常人高出10.52%。外部磁感应强度的异常一定程度上反应了胸腔内组织的病理变化,为MDEIT在肺癌检测中的应用提供合理参考。
简介:背景:采用循环疲劳有限元方法研究修复体的疲劳寿命更符合口腔实际情况。目的:研究不同牙弓曲率下不同全瓷材料固定桥的疲劳寿命。方法:将全瓷固定桥数字模型按照牙弓曲率建立4组模型(0°设为Ⅰ组,30°设为Ⅱ组,60°设为Ⅲ组,90°设为Ⅳ组),每组模型分别采用In-CeramZirconia、Zenotec、Lava全瓷材料进行固定桥疲劳寿命分析。结果与结论:全瓷固定桥连接体是应力最集中的部位,也是应力极值部位、疲劳寿命最短的部位及最容易发生材料破损的部位。随着牙弓曲率的增加,In-CeramZirconia全瓷材料组疲劳寿命从4.6年下降到1.7年,Zenotec、Lava全瓷材料组均能保持19.6年的疲劳寿命;固定桥连接体是疲劳寿命最短的部位。结果表明,尖牙前后区域采用In-CeramZirconia全瓷固定桥修复体的预期疲劳寿命较短,可能不是合适的修复材料;Zenotec和Lava全瓷材料在不同曲率下都能满足临床使用的预期寿命。
简介:背景:相邻牙位牙槽嵴高度的不同导致植入各种植体的种植体平台位置存在高度差,国内外对种植体支持联冠修复的研究普遍将种植体植入同-水平高度,未模拟不同程度骨缺损时两种植体颈部冠根向位置的差异.目的:研究具有不同种植体平台位置的两个种植体采用联冠修复时种植体-骨界面的应力分布,并对比单冠修复,分析何种修复方式更具有生物力学优势.方法:建立4种颌骨模型,每种模型含有2个相同种植体,4种模型种植体平台位置高度差分别为0,1,2,3mm(分别记为1,2,3,4组),每种模型中的2个种植体再分别采用单冠修复和联冠修复(分别记为A组、B组),共得到8组模型.应用三维有限元法分析各模型种植体-骨界面的应力分布.结果与结论:①在轴向载荷下,无论是A组或是B组,各模型的最大等效应力值均集中于种植体颈部皮质骨区域,应力分布情况无明显差异,随着种植体平台位置高度差的增大,最大等效应力值并未呈现出增大趋势;对比A组与B组的最大等效应力值,A1组〈B1组,A2组〈B2组,A3组〉B3组,A4组〈B4组;②在侧向载荷下,A组和B组各模型的最大等效应力值均集中于种植体颈部皮质骨区域,应力分布情况无明显差异,随着种植体平台位置高度差的增大,最大等效应力值并未呈现出增大趋势;最大等效应力值对比,A1组〉B1组,A2组〉B2组,A3组〉B3组,A4组〉B4组;③结果表明在轴向载荷作用下,除种植体平台位置高度差相差2mm时联冠修复更佳外,种植体支持单冠修复的应力分布更优;在侧向载荷作用下,种植体支持联冠修复的应力分布较单冠修复更有优势.
简介:目的通过有限元分析法对比双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统固定髌骨横形骨折模型的稳定性。方法基于膝关节CT扫描数据,采用Mimics、Patran及Solidworks软件分别建立双螺栓与克氏针张力带固定髌骨横形骨折的有限元模型,采用Abaqus软件模拟屈膝90°髌股关节作用力600N,分别对两个模型进行力学加载,分析位移及应力分布情况。结果螺栓系统固定治疗髌骨横形骨折时,螺栓与螺母相对最大位移为0.02396mm,骨折端的最大接触应力值为47.57Mpa,骨折端的最大等效应力57.40MPa,螺栓的最大等效应力值为119.9MPa;克氏针张力带固定治疗髌骨横形骨折时,克氏针相对最大位移为0.01338mm,钢丝相对最大位移为0.00857mm,骨折端的最大接触应力值为26.24Mpa,骨折端的最大等效应力71.34MPa,克氏针的最大等效应力值为63.1MPa,钢丝的最大等效应力值为272.2MPa。螺栓及克氏针张力带均存在应力集中现象,但最大应力值均小于屈服强度。结论双螺栓固定系统与克氏针张力带固定系统均能够用于髌骨横形骨折的治疗,螺栓固定的骨折端加压力更强,应力更为分散,克氏针张力带系统钢丝应力更为集中。
简介:目的验证新型寰椎椎弓根螺钉离体生物力学稳定性。方法通过CT扫描获取1名健康成年男性志愿者C0~3图像信息,应用Hypermesh12.0等图像处理软件构建C0~3三维有限元模型并验证其有效性。置入新型寰椎椎弓根螺钉并枢椎椎弓根螺钉或传统寰椎椎弓根螺钉并枢椎椎弓根螺钉建立2种内固定模型,观察其前屈、后伸、侧曲、扭转等加载条件下C0/C1、C1/C2、C2/C3的活动度及内固定的应力分布,比较2种内固定的生物力学特性。结果置入新型螺钉后C1/C2扭转活动度比传统螺钉减少20.3318%,其他加载条件下活动度基本等同。在侧曲与扭转状态下,新型螺钉最大应力均小于传统螺钉,在前屈、后伸时最大应力相当。结论新型螺钉的生物力学稳定性与传统螺钉相当,在对抗扭转活动方面优于传统螺钉;新型螺钉使应力更加合理分散,最大应力减小,有助于降低内固定失效风险。
简介:摘要目的Ⅱ类颌间牵引时,通过改变J钩位置以及摇椅弓曲度分析上颌切牙的受力情况。方法采用螺旋CT扫描,Mimics建模软件和Ansys分析软件,建立上牙列(其中上颌第一前磨牙拔除,拉尖牙向远中到达第二前磨牙的近中)及其支持组织、不同曲度摇椅曲(0°、5°、10°、15°),同时在侧切牙近、远中分别建立牙合侧钩模型,J钩牵引角度与牙合平面呈37°角,牵引力每侧200g,同时配合颌间Ⅱ类牵引(100g)模型。结果上颌切牙应力集中区主要分布在托槽区域,而牙周膜的应力集中区主要分布在牙颈部,牙周膜所受到的应力值远小于上颌切牙所受到的应力,且与上颌切牙的应力变化规律相同。结论①牙齿和牙周膜所受到的最大应力都是随着摇椅曲增加而增大。②J钩位于侧切牙远中时,中切牙、侧切牙之间受力差异小;而J钩位于侧切牙近中时,中切牙、侧切牙之间受力差异更大。
简介:骨表观力学性能参数常被用来评定骨质量,而微观力学性能参数由于难以测得尚未被广泛应用。为从微观水平评判骨质量,本研究提出一种骨微观力学性能参数的预测方法。该方法以大鼠股骨皮质骨为研究对象,预测其在微观水平的失效应变。首先依据扫描影像建立大鼠股骨皮质骨有限元模型,然后以表观压缩实验为研究依据,模仿实验条件,模拟皮质骨有限元模型在压缩载荷作用下的断裂过程,并通过与实验所测表观应力-应变曲线进行对比、反演,预测出大鼠股骨皮质骨在微观水平的失效应变。分析结果显示四只7月龄大鼠股骨皮质骨的微观失效应变数值处于4.53%-4.75%之间。经验证,本方法能够准确预测出骨结构在微观水平的力学性能参数。
简介:目的利用三维有限元分析方法评估种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的关系对上颌后牙区种植的生物力学影响。方法应用计算机辅助设计(computerassisteddesign,CAD)软件建立标准种植体及上颌后牙区三维有限元模型(M1~M6),皮质骨厚度均为1mm,依据牙槽骨高度不同(10~14mm),种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的关系如下。M1:种植体根尖部穿通上颌窦底皮质骨(窦底皮质骨的上表面与种植体根尖部位于同一平面);M2:种植体根尖部进入窦底皮质骨厚度的一半;M3:种植体根尖部恰好接触窦底皮质骨的下表面;M4~M6:种植体根尖部分别距离窦底皮质骨的下表面1、2、3mm。采用129N斜向加载,分别置于即刻负载与常规负载条件下,计算其应力分布、最大vonMises应力、种植体的最大位移和共振频率。结果除M1即刻负载外,最大vonMises应力均集中于种植体颈部周围的牙槽嵴顶皮质骨表面。无论即刻负载或常规负载下,种植体根尖部进入或穿通窦底皮质骨时,牙槽嵴顶皮质骨的最大vonMises应力降低,窦底皮质骨的最大vonMises应力增加,种植体的轴向共振频率显著增加,颊舌向共振频率显著降低。即刻负载条件下,当种植体进入或穿通窦底皮质骨时,其最大位移尤其是根尖部的最大位移小于其他情况下的最大位移。常规负载条件下,种植体颈部与根尖部的最大位移几乎不受种植体根尖部位置的影响。结论种植体根尖部与上颌窦底皮质骨的相对位置关系对种植体周围组织的应力分布、种植体的最大位移以及共振频率均有一定影响。种植体根尖部进入或穿通上颌窦底皮质骨有利于改善应力分布,减少种植体根尖部的位移,增加种植体的稳定性,尤其在即刻负载下作用显著。
简介:摘要目的了解我国现行临床医学教育中虚拟仿真教学现状和存在的问题,探索虚拟仿真教学在临床医学教育开展的必要性。方法对来自全国20余个省市的50名负责当地院校或者医院规范化医师培训工作的医学教育管理者进行虚拟仿真教学开展情况问卷调查。结果发现多数医院目前在临床医学教育缺乏虚拟仿真教学形式,但绝大多数临床医学教育工作者认为虚拟仿真教学在医学教育中具有其明显优势,将适应临床医学发展的现代化趋势,在现行的医学教育模式中发挥重要作用。结论虚拟仿真教学在临床医学教育中目前开展具有局限性,应在现行条件下,大力开展虚拟仿教学,丰富我们的医学教育手段,提升医学教育质量。
简介:摘要植物工厂生产中,诸多环境因素会对作物的生长产生影响。本文结合温室系统小气候建模的常用方法,使用机理法对植物工厂环境小气候进行建模。本文主要研究了植物工厂内各个系统对植物工厂内环境的影响,并建立温湿度系统模型。通过对模型的分析和仿真实验,并与实际值进行对比,取得了较好的结果。